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Propeller mit selbsttätig bei sich ändernder Luftdichte ihren Anstellwinkel
entgegen Federwirkung ändernden Flügeln Die Erfindung betrifft Propeller mit selbsttätig
bei sich ändernder Luftdichte ihren Anstellwinkel entgegen Federwirkung ändernden
Flügeln.
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Der Erfindung gemäß wird zwischen den Propellerflügeln und den die
Gegenkraft gegen den Luftdruck liefernden Federn Flüssigkeit als Übertragungsmittel
eingeschaltet. Durch diese Einschaltung der Flüssigkeit, als deren Äquivalent auch
Gas dienen kann, kann die Gegenkraft einstellbar gemacht werden, und zwar kann diese
Einstellung beispielsweise von Hand vom Innern des Flugzeuges aus gesteuert werden.
Die Flüssigkeit kann auch als Bremsmittel benutzt werden, wobei die Bremswirkung
durch die Größe einer drosselnden Überströmöffnung für die Flüssigkeit bestimmt
ist. Die Einschaltung der Flüssigkeit macht es auch besonders leicht, die Verhältnisse
zwischen Kraft und Gegenkraft derart zu wählen, daß die Propellerleistung bei gleichbleibender
Tourenzahl durch die selbsttätige Veränderung der Anstellwinkel in verschiedener
Luftdichte gleichgehalten wird.
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Bei der der Erfindung entsprechenden Vorrichtung ist es nicht unbedingt
erforderlich, daß der auf die Propellerflügel wirkende Luftdruck unmittelbar die
Verstellung des Anstellwinkels bewirkt. Die Verstellung des Anstellwinkels kann
vielmehr auch durch eine in Abhängigkeit von der Zugkraft des genannten Propellers
selbsttätig gesteuerte Vorrichtung eingestellt werden. Zu diesem Zweck kann entweder
der Propeller axial verschiebbar auf seiner Achse angeordnet werden, oder aber die
Achse des Propellers selbst kann in gewissem Grade axial verschiebbar sein und auf
eine Druckdose einwirken, welche die mit der Zugkraft des Propellers veränderliche
Kraft zur Verstellung der Anstellwinkel liefert.
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Statt durch die der Erfindung entsprechende Vorrichtung den Anstellwinkel
der Propellerflügel zu ändern, kann durch sie auch der Anstellwinkel von sogenannten
Gleichrichterflächen, die mit den Propellerflügeln zusammenwirken, eingestellt werden.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise dargestellt.
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Abb. I zeigt einen Längsschnitt durch die Nabe eines der Erfindung
entsprechenden Propellers.
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Abb. 2 zeigt den Querschnitt A-B gemäß Abb. I.
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Abb. 3 zeigt die Form eines Propellerflügels, Abb. 4 den Querschnitt
durch eine zweite Ausführungsform des Propellers, Abb. 5 den Querschnitt durch eine
dritte Ausführungsform.
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Abb.7 zeigt den Längsschnitt durch die Propellerachse für den Fall,
daß die selbsttätige Einstellung der Propellerflügel in Abhängigkeit vom Propellerzug
erfolgen soll.
Abb. 8 zeigt den Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform
einer solchen Einrichtung.
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Abb. 9 zeigt den Längsschnitt durch den Kopf eines Flugzeuges mit
einer der Erfindung entsprechenden Einrichtung.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. I und 2 ist auf eine Achse I ein
Lagerstück 2 aufgesetzt mit nach einer Zylinderfläche abgedrehten Außenseite. Die
Achse des Zylinders liegt senkrecht zur Propellerachse. Das Lagerstück wird umgeben
von einem Zylinder 3, der zu dem Propellerblatt 3a gehört und der an der Stirnfläche
bei 4 geschlossen ist. Diese Stirnfläche 4 stützt sich unter Zwischenschaltung eines
Kugellagers 5 auf die ebene Stirnfläche des Lagerstückes 2. Der Zylinder 3 wird
von einem zweiten Zylinder 6, der zu dem Propellerblatt 6a gehört, umgeben, dessen
Stirnfläche 7 sich unter Zwischenslchaltung der Traverse 8 gleichfalls mittels eines
Kugellagers 9 auf die ebene Stirnfläche des Lagerstückes 2 stützt. Die Traverse
8 reicht durch Ausschnitte Io des zylindrischen Mantels 3 hindurch.
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In einem zwischen der Stirnfläche 4 und der zweiten Stirnfläche II
des Mantels 6 befindlichen Hohlraum ist die Spiralfeder I2 angeordnet, welche die
Flügel gegeneinander in die der geringsten Luftdichte entsprechenden Lage verdreht,
und deren Anfangsspannung und Länge derart gewählt ist, daß bei jeder Dichte der
Außenluft die Flügel sich auf gleiche Zugkraft des Propellers einstellen. Die Feder
ist mit einem Ende I2a an dem inneren, Zylinder 3 und mit dem anderen Ende I2b an
dem äußeren Zylinder 6 befestigt. Als Mittel zur Einstellung der Spannung ist das
Rädchen I3 beispielsweise dargestellt. Die Reibung zwischen den Zylindern 6 und
3 und dem Lagerstück 2 kann durch Zwischenschaltung von Kugel- oder Rollenlagern
vermindert werden.
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Wie Abb. 3 erkennen läßt, sind die Propellerflügel unsymmetrisch in
bezug auf ihre Längsachse ausgebildet.
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Bei der in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform sind statt der spiralförmigen
Blattfeder Schraubenfedern I4 zur Anwendung gelangt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 kommen Federn 15 zur Anwendung,
denen in den Kammern I6 enthaltene, von außen zu beeinflussende Flüssigkeit entgegenwirkt.
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Wenn bei der Ausführungsform nach Abb. 4 die Wände I7 bis nach dem
inneren Zylinder 3 durchgeführt werden und die die Federn enthaltenen Kammern nur
durch eine kleine Öffnung verbunden und mit Flüssigkeit gefüllt sind, so übt bei
den Bewegungen die in den Kammern enthaltene Flüssigkeit, die durch die Öffnung
der Wand I7 hindurchströmen muß, auf die Bewegungen der Zylinder 3 und 6 gegeneinander
eine bremsende Wirkung aus, um Vibrationen zu vermeiden.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 ist sowohl in den Kammern I6 als
auch in den Kammern I6a Flüssigkeit vorhanden.
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Die Kammern I6 und I6a stehen mit je einer Seite eines den Kolben
I8 enthaltenden Zylinders I9 in Verbindung. Der Kolben wirkt auf eine Druckfeder
2o ein, die beispielsweise am linken Ende durch ein festes Widerlager 2I gehalten
wird, und auf welche der an der Kolbenstange 22 angebrachte Federteller 23 einwirkt.
Mittels eines meiner Führung 24 beweglichen Hebels 25, der bei 26 schwingbar gelagert
ist, kann die Wirkung der Feder unterstützt oder der Wirkung der Feder entgegengearbeitet
werden. Durch Feststellung des Hebels kann die Wirkung der Feder ausgeschaltet werden.
Wird durch die unsymmetrisch ausgebildeten Propellerflügel ein Druck auf den äußeren
Zylinder 6 in Richtung entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigers und auf den inneren
Zylinder 3 ein Druck in Richtung des Uhrzeigers ausgeübt, so wird die Flüssigkeit
aus den Kammern I6 heraus in die rechte Seite des Zylinders I9 gepreßt, so daß unter
Zusammendrückung der Feder 2o der Kolben I8 nach links bewegt wird; er preßt die
Flüssigkeit aus der linken Zylinderseite in die Kammern I6a. Sämtliche Kammern I6a,
und sämtliche Kammern I6 sind durch Rohre 27 bzw. 28 über Kammern 29 bzw. 3o miteinander
verbunden. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Wirkung der Federn 2o auf die
Propellerflügel unmittelbar die gleiche ist, wie die der unmittelbar unterhalb der
Propellernabe gelagerten Federn I2, I4 oder I5.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 kann mit den Kammern I6 und I6a,
eine Vorrichtung, wie in Abb. 6 gezeichnet, verbunden werden. Statt dessen kann
auch nur mit den Räumen I6 eine Seite eines im übrigen dem Zylinder I9 entsprechenden
Zylinders verbunden sein, oder es kann eine den Druck der Flüssigkeit beeinflussende,
in Abhängigkeit vom Propellerzug gesteuerte Vorrichtung damit verbunden sein. Zur
Steuerung einer derartigen Vorrichtung kann beispielsweise gemäß Abb. 7 die Propellerachse
zweiteilig ausgebildet werden, wobei ein innerer vierkantiger Teil 3I in einem äußeren
Teil 32 begrenzt längsverschiebbar gelagert ist. Die Längsverschiebung erfolgt gegen
die Wirkung einer Feder 33, die zwischen einem Flansch 34 des inneren Teiles 3 i
und einem Flansch 3 5 des äußeren Teiles 32 angeordnet ist. In der Endlage liegen
die Flanschen 34 und 35 auf Schei-12 b.en 36 aus telastischem Material, z. B. Gummi,
36 auf. Die Längsverschiebung kann, gegeb:enenfalls
unter Zwischenschaltung
eines Relais, ohne weiteres zur Betätigung der die Verstellung der Flügel veranlassenden
Vorrichtung benutzt werden.
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Gemäß Abb. 8 ist das Drucklager zur Steuerung ausgenutzt. Die Propellerachse
ist mit Flanschen 37 versehen, zwischen denen unter Zwischenschaltung von Kugellagern
38 das zur Aufnahme des axialen Druckes dienende Drucklager 39 angeordnet ist. Dieses
Drucklager ist geteilt und zwischen den Teilen eine dicht geschlossene Dose 4o angeordnet,
in welcher sich Flüssigkeit befindet. Je nach dem durch die Propellerachse auf das
Drucklager ausgeübten Druck wird die Dose 4o mehr oder weniger zusammengepreßt,
der Druck pflanzt sich durch ein Rohr 4I nach einem Relais fort, das die zur Verstellung
der Propellerflügel dienende Vorrichtung steuert. Falls die Dose 40 mit einem Manometer
verbunden wird, zeigt dieses immer die Zugkraft des Propellers an.
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Bei der Ausführungsform nach Abb.9 ist auf der Propellerachse I verschiebbar
ein nabenartiges Stück 42 gelagert. Der Verschiebung wirken die Federn 43 entgegen,
die sich mit einer Seite gegen den am Flugzeugkörper angebrachten Bock 44 stützen,
während auf ihre andere Seite der Federteller 45 einwirkt, der durch Zugstangen
46 mit einem auf einem in einer Ringnut der Nabe 42 geführten Ring 47 verbunden
sind.
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Je stärker der Propellerzug, um so mehr wird die Nabe sich nach links
bewegen. Die äußerste Lage ist durch einen Anschlag 48 begrenzt. Auf der Nabe sind
Propellerflügel etwa in der in Abb. I dargestelltem Weise gelagert. Die Achse I
besitzt Schrägschlitze 49 und 5o auf ihrer Ober- und Unterseite. In diese Schrägschlitze
greifen Bolzen 5I und 52 des Außenmantels 6 bzw. des Innenmantels 3, die beide nur
durch einfache Kreise angedeutet sind, ein. Die Lage der Schrägschlitze bewirkt,
daß bei Bewegung der Nabe 42 nach links der Außenzylinder 6 entgegengesetzt der
Richtung des Uhrzeigers und der Innenzylinder 3 in Richtung des Uhrzeigers bewegt
wird, wodurch der Anstellwinkel beider Flügel verringert wird. Je größer also der
Zug der Schraube ist, um so kleiner wird der Anstellwinkel. Entsprechende Bemessung
der Federn ergibt eine bei jeder Luftdichte gleiche Zugkraft. Auch bei dieser Vorrichtung
kann durch Anordnung geeigneter Mittel die Federspannung von Hand geändert, die
Feder gegebenenfalls vollkommen außer Wirkung gesetzt und die Flügel also unverstellbar
gemacht werden, oder aber die Federwirkung kann von Hand unterstützt werden, so
daß nach Belieben die Zugkraft des Propellers vorübergehend oder dauernd beeinflußt
werden kann.
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Die zur Übertragung oder Bewegung dienende Flüssigkeit wird vorteilhaft
regelbar geheizt, z.B. auf elektrischem Wege, um ein Erstarren der Flüssigkeit in
größeren Höhen zu verhüten.
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Die oben beschriebenen mechanischen Stellvorrichtungen für die Schraubenflügel
können mit ähnlichem Vorteil auch für die Verstellung vor den Propellern angeordneter
Gleichrichterflächen benutzt werden.
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Gleichrichterflächen im Sinne der Erfindung sind vor dem Propeller
angeordnete Luftleitflächen, welche den Lufteinfallwinkel für die Propellerflächen
beeinflussen.